KR20190061950A - 전기집진장치 및 그 제어방법 - Google Patents

전기집진장치 및 그 제어방법 Download PDF

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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 공기 중 이물질을 전기력에 의하여 포집하는 전기집진장치 및 그 제어방법에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 전기집진장치는, 코로나 방전을 형성하여 공기 중의 이물질을 대전하는 대전부와, 대전부에서 대전된 이물질을 포집하는 집진부와, 대전부의 방전 전류의 전류값을 측정하는 전류센서를 포함하여, 전기집진장치의 세척 필요 여부를 확인할 수 있다.

Description

전기집진장치 및 그 제어방법 {Electric dust collection device method for controlling the same}
본 발명은 전기집진장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공기 중 이물질을 전기력에 의하여 포집하는 전기집진장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
전기집진장치는 공기조화기 또는 공기청정기 등에 장착되어, 공기 중에 포함된 이물질을 대전시켜 집진하는 장치로서 공기정화 필터의 일종이다. 일반적으로 전기집진장치는 코로나 방전을 하여 공기 중의 이물질을 대전하는 대전부와, 전기장을 형성하여 대전부에 의해 대전된 이물질을 정전력에 의하여 포집하는 집진부를 포함한다.
전기집진장치의 대전부는 코로나 방전을 위하여 이격된 금속재질의 복수의 전극을 포함한다. 전기집진장치의 집진부는 이격된 복수의 전극을 포함하여 전기장을 형성한다.
이러한 전기집진장치는 교체를 하지 않고 세척을 통하여 재사용이 가능하다. 다만, 전기집진장치의 성능을 유지하기 위하여 언제 세척을 하여야 할 지 정확히 알기 어려운 문제점이 있었다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 세척 시기를 비교적 정확하게 알려줄 수 있는 전기집진장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 먼지센서와 같은 별도의 기구적 수단 없이 세척 시기를 알려줄 수 있는 전기집진장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 전기집진장치는, 코로나 방전을 형성하여 공기 중의 이물질을 대전하는 대전부와, 대전부에서 대전된 이물질을 포집하는 집진부와, 대전부의 방전 전류의 전류값을 측정하는 전류센서를 포함하여, 전기집진장치의 세척 필요 여부를 확인할 수 있다.
대전부는 접지된 전극판을 포함하고, 전류센서는 전극판의 방전 전류의 전류값을 측정할 수 있다.
전기집진장치는 전류센서가 측정한 전류값에 따라 세척 필요 여부를 표시하는 표시부를 더 포함할 수 있다.
표시부는 전류센서가 측정한 전류값에 대한 기준시간 단위의 평균값이 설정된 초기값에서 하락한 정도를 단계적으로 표시할 수 있다.
전기집진장치는 전류센서가 측정한 전류값에 따라 세척 필요 여부를 판단하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
제어부는 전류센서가 측정한 전류값에 대한 기준시간 단위의 평균값이 설정된 초기값에서 70%가 하락하는 경우 세척이 필요하다고 판단할 수 있다.
제어부는 전류센서가 측정한 전류값이 공기청정성능이 50%가 되는 값인 경우 세척이 필요하다고 판단할 수 있다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 전기집진장치의 제어방법은, 대전부의 방전 전류의 전류값을 측정하는 단계와, 측정된 전류값에 따라 전기집진장치의 세척 필요 여부를 표시하는 단계를 포함한다.
측정된 전류값에 대한 기준시간 단위의 평균값이 설정된 초기값에서 하락한 정도에 따라 세척 필요 여부를 표시할 수 있다.
측정된 전류값에 대한 기준시간 단위의 평균값이 설정된 초기값에서 하락한 정도를 단계적으로 표시하는 단계를 더 포함할 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 전기집진장치 및 그 제어방법에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째,　사용자가 전기집진장치의 세척 시기를 알 수 있는 장점이 있다.
둘째,　대전부의 방전 전류를 측정하여 대전부의 전기적 연결이나 구조의 변경없이 전기집진장치의 오염 여부를 파악할 수 있는 장점도 있다.
셋째,　대전부의 초기 불량 여부를 확인할 수 있는 장점도 있다.
넷째, 전기집진장치의 상태를 단계적으로 알려주어 사용자가 세척 시기의 도래를 미리 알 수 있는 장점도 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기집진장치에 대한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 전기집진장치에 대한 분해사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 전기집진장치에 대한 일부 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기집진장치의 제어방법에 대한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기집진장치의 방전 전류와 공기청정성능의 관계를 나타내는 차트이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기집진장치의 표시부에 대한 동작 예시도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 전기집진장치 및 그 제어방법을 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기집진장치에 대한 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 전기집진장치에 대한 분해사시도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기집진장치(100)는, 외형을 형성하는 케이스(110)와, 케이스(110)은 내부에 수용되어 공기 중의 이물질을 대전하는 대전부(120)와, 케이스(110)의 내부에 수용되어 대전부(120)에서 대전된 이물질을 포집하는 집진부(130)를 포함한다.
케이스(110)는 전기집진장치(100)의 외형을 형성한다. 케이스(110)는 내부에 공간을 형성하며 케이스(110)의 내부 공간에는 대전부(120)와 집진부(130)가 상호 이격하여 배치된다. 케이스(110)는 외부의 공기가 유입되어 유출될 수 있도록 유입홀(190a) 및 토출홀(181a)이 형성된다. 케이스(110)의 유입홀(190a)을 통하여 유입된 공기는 대전부(120)와 집진부(130)를 순차적으로 통과한 후 케이스(110)의 토출홀(181a)로 토출된다.
케이스(110)는 내부에 대전부(120)를 수용하는 대전케이스(190)와, 내부에 집진부(130)를 수용하는 집진케이스(180)를 포함한다. 대전케이스(190)의 내부에는 대전부(120)가 결합된다. 대전케이스(190)에는 공기가 유입되는 유입홀(190a)이 형성된다. 집진케이스(180)의 내부에는 집진부(130)가 결합된다. 집진케이스(180)에는 공기가 토출되는 토출홀(181a)이 형성된다. 대전케이스(190)와 집진케이스(180)는 상호 결합된다.
대전부(120)는 코로나 방전을 하여 공기 중 이물질을 대전한다. 대전부(120)는 대전케이스(190)의 유입홀(190a)에 대응되어 대전케이스(190)의 내부에 배치된다. 대전부(120)는 대전케이스(190)의 내측에 결합된다. 대전부(120)는 케이스(110) 내부의 공기 흐름을 기준으로 집진부(130)보다 상류측에 배치된다. 대전부(120)는 집진부(130)와 이격하여 배치되며 상호 접촉이 되지 않도록 한다. 대전부(120)는 전압을 인가하는 전원부 및 접지되는 접지부와 연결된다.
대전부(120)에 대한 자세한 설명은 도 3을 참조하여 후술한다.
집진부(130)는 전기장을 형성하여 대전된 이물질을 포집한다. 집진부(130)는 전압이 인가되어 정전력에 의하여 대전된 이물질을 포집한다. 집진부(130)는 집진케이스(180)의 토출홀(181a)에 대응되어 집진케이스(180)의 내부에 배치된다. 집진부(130)는 집진케이스(180)의 내측에 결합된다. 집진부(130)는 케이스(110) 내부의 공기 흐름을 기준으로 대전부(120)보다 하류측에 배치된다. 본 실시예에서 집진부(130)는 고전압이 인가되는 복수의 고전압전극과, 접지되어 복수의 고전압전극과 전기장을 형성하며 복수의 고전압전극 사이에 배치되는 복수의 접지전극을 포함한다.
도 3은 도 1에 도시된 전기집진장치에 대한 일부 구성도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 대전부(120)는, 접지된 복수의 전극판(122)과, 고전압이 인가되어 복수의 전극판(122)과 코로나 방전을 형성하는 와이어전극(121)을 포함한다.
복수의 전극판(122) 각각은 직사각형의 판형으로 형성된다. 복수의 전극판(122)은 각각의 면이 대향되도록 이격하여 배치된다. 복수의 전극판(122)은 접지단자(161)와 병렬로 연결되어 접지된다.
와이어전극(121)은 선형태로 형성되어 복수의 전극판(122) 사이에 배치된다. 와이어전극(121)은 하나의 선으로 형성되며, 실시예에 따라 복수의 선으로 형성되거나 복수의 판형 전극으로 형성될 수 있다. 와이어전극(121)은 고전압단자(162)와 연결되어 고전압이 인가된다. 와이어전극(121)은 복수의 전극판(122)과 코로나 방전을 형성하여 공기 중 이물질을 대전한다.
전류센서(140)는 대전부(120)의 복수의 전극판(122)의 방전 전류의 전류값을 측정한다. 전류센서(140)는 복수의 전극판(122)의 방전 전류의 전류값을 1s 단위로 측정하는 것이 바람직하다. 전류센서(140)는 병렬로 연결된 복수의 전극판(122)과 접지단자(161) 사이에 연결된다. 전류센서(140)는 복수의 전극판(122)과 접지단자(161) 사이를 흐르는 방전 전류의 전류값을 측정한다.
표시부(20)는 전기집진장치(100) 자체 또는 전기집진장치(100)가 설치된 공기조화기 또는 공기청정기에 구비되어 전기집진장치(100)의 세척 필요 여부를 사용자에게 표시한다. 표시부(20)는 전기집진장치(100)의 상태를 단계별로 표시하는 디스플레이일 수 있다. 표시부(20)는 전기집진장치(100)의 세척 필요 여부를 화상으로 표시하는 디스플레이이거나 소리로 표시하는 스피커일 수 있다.
제어부(10)는 전류센서(140)가 측정한 방전 전류의 전류값을 전달받아 전기집진장치(100)의 세척 필요 여부를 판단한다. 대전부(120)에서 대전된 이물질은 집진부(130)에 포집되나 일부는 대전부(120)의 복수의 전극판(122)에 포집된다. 복수의 전극판(122)에 이물질이 쌓이는 경우 와이어전극(121)과의 코로나 방전이 원활하게 발생되지 않아 방전 전류의 전류값이 낮아지게 된다. 따라서, 제어부(10)는 전류센서(140)가 측정한 전류값에 따라 전기집진장치(100)의 세척 필요 여부를 판단한다.
제어부(10)는 제품 생산시 오프셋 또는 영점으로 방전 전류에 대한 초기값이 설정된다. 초기값은 설정 후 변동되지 않으며 전류센서(140)에서 측정된 전류값은 초기값에 대비하여 비율적 수치로 산정된다.
제어부(10)는 전류센서(140)가 지속적으로 측정한 방전 전류의 전류값을 설정된 기준시간 단위로 평균값을 산정한다. 제어부(10)는 5분 단위로 전류센서(140)가 측정한 전류값에 대한 평균값을 산정하여 아래의 수식에 따라 초기값과의 차이를 백분율로 연산한다.
Y=(Z-X)/Z*100
Y: 제어부 연산값
Z: 초기값
X: 전류값에 대한 5분 평균값 (평균은 1s 단위로 계산)
제어부(10)는 전류센서가 측정한 전류값이 초기값에서 하락한 정도에 따라 표시부(20)에 세척 필요 여부를 표시하거나 전기집진장치(100)의 상태를 표시한다.
제어부(10)는 전류센서(140)가 측정한 방전 전류의 전류값에 따라 대전부(120)의 초기 불량 여부를 판단할 수 있다. 방전 전류의 전류값이 기준 전류값과 차이가 큰 경우 제어부(10)는 대전부(120)가 불량임을 표시할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기집진장치의 제어방법에 대한 순서도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기집진장치의 방전 전류와 공기청정성능의 관계를 나타내는 차트이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기집진장치의 표시부에 대한 동작 예시도이다.
전기집진장치(100)의 동작 중 전류센서(140)는 대전부(120)의 복수의 전극판(122)의 방전 전류의 전류값을 측정한다(S210). 전류센서(140)는 1s 단위로 방전 전류의 전류값을 측정하여 측정한 전류값을 제어부(10)에 전달한다.
제어부(10)는 전류센서(140)가 측정한 방전 전류의 전류값이 초기값에서 10% 이상 하락하는지 판단한다(S220). 제어부(10)는 상술한 바와 같이 전류센서(140)가 측정한 전류값을 기준시간(본 실시예에서 5분) 단위로 평균값(X)을 산정하고, 평균값(X)과 초기값(Z)의 차이를 초기값(Z) 대비 백분율로 연산한다(Y=(Z-X)/Z*100). 제어부(10)는 연산된 값(Y)이 10 이상인지 판단한다.
제어부(10)는 전류센서(140)가 측정한 방전 전류의 전류값이 10% 미만으로 하락한 경우 계속하여 전류센서(140)가 측정한 방전 전류의 전류값을 전달받아 10% 이상 하락하는지 판단한다.
제어부(10)는 전류센서(140)가 측정한 방전 전류의 전류값이 초기값에서 10%이상 하락한 것으로 판단한 경우, 방전 전류의 전류값이 초기값에서 70% 이상 하락하는지 판단한다(S230). 제어부(10)는 S220 단계에서 연산된 값(Y)이 70 이상인지 판단한다.
제어부(10)는 전류센서(140)가 측정한 방전 전류의 전류값이 초기값에서 70%이상 하락한 것으로 판단한 경우, 표시부(20)에 세척이 필요하다는 것을 표시한다(S240). 제어부(10)는 표시부(20)를 통하여 세척 필요를 화상 또는 소리로 표시할 수 있다.
도 5의 그래프에서 공기청정성능은 0.3 ㎛의 미세먼지에 대한 제거성능을 면적(평, py)으로 환산한 값이다. 도 5를 참조하면, 공기청정성능이 16 py에서 8 py으로 50%가 되는 지점은 전류센서(140)가 측정한 방전 전류의 전류값은 초기값에서 70% 하락한 지점이다. 제어부(10)는 전류센서(140)가 측정한 방전 전류의 전류값이 공기청정성능이 50%가 되는 경우 전기집진장치의 세척이 필요하다고 판단하고, 표시부(20)를 통하여 이를 표시한다.
제어부(10)는 전류센서(140)가 측정한 방전 전류의 전류값이 초기값에서 70%미만 하락한 것으로 판단한 경우, 표시부(20)에 전기집진장치(100)의 상태를 단계적으로 표시한다(S250). 제어부(10)는 S220 단계에서 연산된 값(Y)이 10 이상 70 미만인 경우 전류센서(140)가 측정한 방전 전류의 전류값에 대한 평균값(X)이 초기값(Z)에서 낮아지는 정도에 따라 전기집진장치(100)의 상태(필터 상태) 또는 공기청정성능을 단계적으로 표시부(20)에 표시한다. 제어부(10)는 전류센서(140)가 측정한 방전 전류의 전류값이 초기값에서 10%, 35%, 60%일 때 단계적으로 전기집진장치(100)의 세척 주기가 가까워짐을 표시부(20)를 통하여 표시하는 것이 바람직하다. 즉, 제어부(10)는 S220 단계에서 연산된 값(Y)이 10, 35, 60일 때 표시부(20)에 이를 표시하는 것이 바람직하다.
도 6를 참조하면, 표시부(20)에 전기집진장치(100)의 상태(필터 상태)가 표시된다. 표시부(20)는 전기집진장치(100)의 상태를 우수, 양호, 보통, 불량 및 세척필요 5단계로 나누어 표시한다. 본 실시예에서 우수는 전류센서(140)가 측정한 전류값이 초기값과 동일한 것을 표시하고, 양호는 전류센서(140)가 측정한 전류값이 초기값에서 10% 하락한 것을 표시하고, 보통은 전류센서(140)가 측정한 전류값이 초기값에서 35% 하락한 것을 표시하고, 불량은 전류센서(140)가 측정한 전류값이 초기값에서 60% 하락한 것을 표시하고, 세척필요는 전류센서(140)가 측정한 전류값이 초기값에서 70% 하락한 것을 표시한다. 사용자는 이를 통하여 세척 주기가 가까워 왔음을 알 수 있거나, 공기청정성능이 저하되었음을 알 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
110: 케이스 120: 대전부
121: 와이어전극 122: 전극판
130: 집진부 140: 전류센서
180: 집진케이스 190: 대전케이스

Claims (10)

  1. 코로나 방전을 형성하여 공기 중의 이물질을 대전하는 대전부;
    상기 대전부에서 대전된 이물질을 포집하는 집진부; 및
    상기 대전부의 방전 전류의 전류값을 측정하는 전류센서를 포함하는 전기집진장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 대전부는 접지된 전극판을 포함하고,
    상기 전류센서는 상기 전극판의 방전 전류의 전류값을 측정하는 전기집진장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 전류센서가 측정한 상기 전류값에 따라 세척 필요 여부를 표시하는 표시부를 더 포함하는 전기집진장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 표시부는 상기 전류센서가 측정한 상기 전류값에 대한 기준시간 단위의 평균값이 설정된 초기값에서 하락한 정도를 단계적으로 표시하는 전기집진장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 전류센서가 측정한 상기 전류값에 따라 세척 필요 여부를 판단하는 제어부를 더 포함하는 전기집진장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 전류센서가 측정한 상기 전류값에 대한 기준시간 단위의 평균값이 설정된 초기값에서 70%이상 하락하는 경우 세척이 필요하다고 판단하는 전기집진장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 전류센서가 측정한 상기 전류값이 공기청정성능이 50%가 되는 값인 경우 세척이 필요하다고 판단하는 전기집진장치.
  8. 코로나 방전을 형성하여 공기 중의 이물질을 대전하는 대전부와, 상기 대전부에서 대전된 이물질을 포집하는 집진부를 포함하는 전기집진장치의 제어방법에 있어서,
    상기 대전부의 방전 전류의 전류값을 측정하는 단계; 및
    측정된 상기 전류값에 따라 상기 전기집진장치의 세척 필요 여부를 표시하는 단계를 포함하는 전기집진장치의 제어방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    측정된 상기 전류값에 대한 기준시간 단위의 평균값이 설정된 초기값에서 하락한 정도에 따라 세척 필요 여부를 표시하는 전기집진장치의 제어방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    측정된 상기 전류값에 대한 기준시간 단위의 평균값이 설정된 초기값에서 하락한 정도를 단계적으로 표시하는 단계를 더 포함하는 전기집진장치의 제어방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2023075077A1 (ko) * 2021-10-26 2023-05-04 한온시스템 주식회사 대전부 및 이를 포함하는 전기 집진장치

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